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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Reinigung eines Kühlers eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs.
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Ein Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel eine Verbrennungskraftmaschine, weist in der Regel eine flüssigkeitsbasierte Kühlvorrichtung auf, um das Antriebsaggregat während des Betriebs kühlen zu können. Diese flüssigkeitsbasierte Kühlvorrichtung umfasst einen Wärmetauscher, der von der Umgebungsluft durchströmt werden kann, so dass zumindest ein Teil der Wärmeenergie der Kühlflüssigkeit auf die Umgebungsluft übertragen und dadurch abgeführt werden kann. Ein derartiger Wärmetauscher wird auch als Kühler bezeichnet. Um die Umgebungsluft gezielt dem Kühler zuführen zu können, weist das Kraftfahrzeug entsprechend gestaltete Luftführungsmittel mit Luftzufuhröffnungen auf, durch die die Umgebungsluft hindurchströmen kann. Die Luftführungsmittel mit den Luftzufuhröffnungen sind häufig Teil eines so genannten Frontends des Kraftfahrzeugs. Insbesondere bei Sportfahrzeugen oder Supersportfahrzeugen stellt sich das Problem, dass die Luftzufuhröffnungen im Frontend sehr tief und damit sehr fahrbahnnah angeordnet sind. Dieses führt dazu, dass die äußere Oberfläche des ebenfalls entsprechend tief angeordneten Kühlers der Gefahr starker Verschmutzungen ausgesetzt ist. Derartige Verschmutzungen können die Kühlfunktion des Kühlers beeinträchtigen und zum Beispiel auch zu Korrosionsschäden führen. Das Entfernen der Verschmutzungen des Kühlers ist mit einem erheblichen Aufwand verbunden, da unter Umständen das gesamte Frontend des Kraftfahrzeugs für die Reinigung demontiert werden muss.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Lösungsansätze bekannt, um die Außenoberfläche des Kühlers zu reinigen. Die
DE 10 2012 103 276 A1 offenbart ein selbstfahrendes Fahrzeug, das einen Kühler zur Kühlung einer Kühlflüssigkeit mittels Luft sowie einen Strömungskanal zur Zuführung einer Luftströmung zu dem Kühler aufweist.
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Das Fahrzeug weist eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung des Kühlers und/oder des Strömungskanals auf, die eine Reinigungsströmungsvorrichtung umfasst, mittels welcher Schmutz, der sich im Betrieb des Fahrzeugs an dem Kühler und/oder in dem Strömungskanal ansammelt, zusammen mit zumindest einem Teil der Luftströmung, die mittels des Strömungskanals dem Kühler zugeführt wird, von dem Kühler und/oder aus dem Strömungskanal entfernt werden kann. Das Fahrzeug weist einen bezüglich einer Strömungsrichtung der Luftströmung stromaufwärts des Kühlers angeordneten Strömungsraum auf, dessen Bodenwandung einen Auffangbehälter für Schmutz bildet. Ein Reinigungskanal zum Entfernen des Schmutzes grenzt an diesen Auffangbehälter an und kann mittels der Reinigungsströmungsvorrichtung abgesaugt werden. Der Aufbau einer derartigen Anordnung zur Reinigung des Kühlers ist relativ aufwendig.
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Die
DE 103 16 052 A1 zeigt einen Kühler mit einem vor einer Lufteintrittsöffnung angeordneten Filterelement. Dieses Filterelement kann selbsttätig bewegt werden und gegen einen Anschlag geklopft werden. Der abfallende Schmutz wird in einem unterhalb des Filterelements angeordneten Behälter gesammelt. Dieser Behälter muss in gewissen Zeitintervallen manuell entleert werden.
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Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, eine Anordnung zur Reinigung eines Kühlers eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig ausgeführt ist und eine effiziente Reinigung des Kühlers ermöglicht.
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Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Reinigung eines Kühlers eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs umfasst
- – eine drehbare Schmutzauffangvorrichtung, die in Strömungsrichtung einer dem Kühler aus der Umgebung zuführbaren Kühlluft vor dem Kühler in einem Bereich unterhalb des Kühlers derart angeordnet und so ausgebildet ist, dass in zumindest einer ersten Drehstellung der Schmutzauffangvorrichtung von außen auf den Kühler einwirkende Verschmutzungen zumindest teilweise aufgefangen werden können und in zumindest einer zweiten Drehstellung der Schmutzauffangvorrichtung die aufgefangenen Verschmutzungen aus der Schmutzauffangvorrichtung selbsttätig ausgetragen werden können, sowie
- – ein Antriebsmittel, welches dazu eingerichtet ist, die Schmutzauffangvorrichtung in die unterschiedlichen Drehstellungen zu drehen.
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Die Erfindung geht von der Idee aus, dass der von der Schmutzauffangvorrichtung aufgefangene Schmutz in der zweiten Drehstellung dem Einfluss der Schwerkraft ausgesetzt ist, die es ermöglicht, den Schmutz selbsttätig ohne einen Eingriff von außen in die Umgebung auszutragen. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht somit in vorteilhafter Weise eine automatische Entleerung der Schmutzauffangvorrichtung und somit auch eine automatische Reinigung des Kühlers. Verschmutzungsbedingte Kühlleistungsverluste sowie Korrosionen können dadurch wirksam verhindert werden. Da die Reinigung des Kühlers automatisiert erfolgen kann, können darüber hinaus auch Wartungskosten vermieden werden.
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Um die Montage zu vereinfachen, wird in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Schmutzauffangvorrichtung in Luftführungsmittel des Kraftfahrzeugs integriert ist. Das Luftführungsmittel kann insbesondere ein Teil eines so genannten Frontends des Kraftfahrzeugs sein, das als bauliche Einheit zusammen mit der darin integrierten Schmutzauffangvorrichtung an dem Kraftfahrzeug montiert werden kann. Zusätzliche Schritte zur Montage der Schmutzauffangvorrichtung können somit in vorteilhafter Weise entfallen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Schmutzauffangvorrichtung zumindest eine schwenkbare Schmutzauffangklappe aufweisen. Diese zeichnet sich insbesondere durch ihre mechanische Robustheit und Langlebigkeit aus. Die Schmutzauffangklappe kann zum Beispiel eben ausgeführt sein. Um ein größeres Schmutzaufnahmevolumen zu schaffen, kann es zweckmäßig sein, dass die Schmutzauffangklappe zumindest abschnittsweise muldenartig geformt ist.
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Vorzugsweise kann die Schmutzauffangklappe so ausgebildet sein, dass sie aus einer Schmutzauffangposition um etwa 90° nach unten in eine Entleerungsposition und von dieser wieder zurück in die Schmutzauffangposition verschwenkbar ist. Dadurch wird ein einfaches und gründliches Entleeren der Schmutzauffangklappe ermöglicht. Wenn die Schmutzauffangklappe zumindest abschnittsweise muldenartig geformt ist, kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, für das Entleeren einen Schwenkwinkel zu wählen, der größer als 90° ist, um dadurch die Reinigungswirkung zu verbessern.
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In einer alternativen Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Schmutzauffangvorrichtung zumindest eine schwenkbare Schmutzauffangwalze aufweist, die zumindest eine sich in deren Längsrichtung erstreckende Schmutzauffangvertiefung umfasst. Ausgehend von einer Drehstellung der Schmutzauffangwalze, in der die Schmutzauffangvertiefung den sich im Bereich des Kühlers ansammelnden Schmutz auffangen kann, kann diese mit Hilfe des Antriebsmittels um 180° in eine Position gedreht werden, in der der von der Schmutzauffangvertiefung aufgefangene Schmutz unter dem Einfluss der Schwerkraft selbsttätig ausgetragen werden kann. Anschließend kann die Schmutzauffangwalze wieder um 180° in die Ausgangsposition gedreht werden, in der die Schmutzauffangvertiefung Schmutz auffangen kann. Die zumindest eine Schmutzauffangvertiefung kann vorzugsweise nutartig ausgebildet sein.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass die Schmutzauffangwalze zwei um 180° versetzt zueinander angeordnete, sich in Längsrichtung erstreckende Schmutzauffangvertiefungen umfasst. Diese Ausgestaltungsvariante hat den Vorteil, dass sich nach einer Drehung der Schmutzauffangwalze um 180° zum Entleeren einer der beiden, vorzugsweise wiederum nutartig ausgebildeten Schmutzauffangvertiefungen die jeweils andere Schmutzauffangvertiefung in einer Position befindet, in der sie Schmutz im Bereich des Kühlers auffangen kann.
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Für das Erreichen einer möglichst kompakten Bauform hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass das Antriebsmittel in die Schmutzauffangwalze integriert ist. Bei der Konstruktion des Kraftfahrzeugs muss somit kein zusätzlicher Bauraum für das Antriebsmittel der Schmutzauffangwalze vorgesehen werden.
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Das Antriebsmittel kann vorzugsweise elektromotorisch oder pneumatisch (insbesondere als Unterdrucksteller) ausgeführt sein. Das Antriebsmittel kann beispielsweise ein Getriebemotor sein, der sich besonders gut für eine Integration in die Schmutzauffangwalze eignet.
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Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, dass das Antriebsmittel durch manuelles Betätigen eines Schalters aktiviert wird. Um einen Bedieneingriff zu vermeiden, ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Anordnung eine Steuerungseinrichtung umfasst, die an das Antriebsmittel angeschlossen ist und so konfiguriert ist, dass sie das Antriebsmittel nach Ablauf einer voreingestellten Laufleistung oder Betriebsdauer des Kraftfahrzeugs automatisiert aktivieren kann. Dadurch wird eine automatisierte Kühlerreinigung ohne einen zusätzlichen Bedieneingriff eines Benutzers ermöglicht. Wenn die Schmutzauffangvorrichtung die oben bereits erwähnte Schmutzauffangklappe aufweist, kann es zweckmäßig sein, dass die Steuerungseinrichtung so konfiguriert ist, dass das Antriebsmittel nur in einem Geschwindigkeitsintervall bis zu einer voreingestellten Maximalgeschwindigkeit aktivierbar ist. Dadurch können Beschädigungen der Schmutzauffangklappe, die unter Umständen bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten auftreten können, wirksam verhindert werden.
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Um das Ausleeren der Schmutzauffangvorrichtung noch effizienter zu gestalten, besteht in einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Möglichkeit, dass die Anordnung zumindest ein Gebläsemittel umfasst, welches so angeordnet und ausgebildet ist, dass es die Schmutzauffangvorrichtung beim Entleeren mit Luft beaufschlagen kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei zeigen
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1 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung einer Anordnung zur Reinigung eines Kühlers eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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2 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung einer Anordnung zur Reinigung eines Kühlers eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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1 und 2 zeigen schematisch stark vereinfacht einen Kühler 1 eines hier nicht explizit dargestellten Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs. Das Antriebsaggregat, das beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine sein kann, umfasst in an sich bekannter Weise eine flüssigkeitsbasierte Kühlvorrichtung, mittels derer während des Betriebs eine wirksame Kühlung des Antriebsaggregats bewirkt werden kann. Diese flüssigkeitsbasierte Kühlvorrichtung umfasst den Kühler 1, der aus funktionaler Sicht einen Wärmetauscher bildet, der von der Umgebungsluft durchströmt werden kann. Diese Durchströmung des Kühlers 1 mittels der Umgebungsluft (Kühlluft) bewirkt, dass zumindest ein Teil der Wärmeenergie der Kühlflüssigkeit auf die Umgebungsluft übertragen und dadurch in die Umgebung ausgetragen werden kann. Um die Umgebungsluft gezielt dem Kühler 1 zuführen zu können, weist das Kraftfahrzeug entsprechend gestaltete Luftführungsmittel 2 auf. In den beiden hier gezeigten Ausführungsbeispielen weisen die Luftführungsmittel 2 einen unteren Luftführungsabschnitt 20 und einen oberen Luftführungsabschnitt 21 auf, zwischen denen zumindest eine Luftzufuhröffnung 22 ausgebildet ist, durch die die Umgebungsluft hindurchströmen und dem Kühler 1 zugeführt werden kann. Üblicherweise weisen die Luftführungsmittel 2 eine Mehrzahl derartiger Luftzufuhröffnungen 22 auf. Die Luftführungsmittel 2 mit der mindestens einen Luftzufuhröffnung 22 bilden vorliegend einen Teil eines so genannten Frontends des Kraftfahrzeugs.
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Gemäß dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist der untere Luftführungsabschnitt 20 eine schwenkbare Schmutzauffangklappe 3 auf. Die Schmutzauffangklappe 3 ist vorliegend muldenartig geformt, so dass sie den durch die Luftführungsmittel 2 in den Bereich des Kühlers 1 eingetragenen Schmutz auffangen kann. Die muldenartige Gestaltung der Schmutzauffangklappe 3 ist nur beispielhaft. Andere Formgestaltungen der Schmutzauffangklappe 3 sind ebenfalls denkbar. Zum Beispiel kann die Schmutzauffangklappe 3 auch eine ebene Kontur aufweisen. Eine muldenartige Ausgestaltung führt allerdings zu einem größeren Aufnahmevolumen.
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Zum Entleeren und Entfernen des Schmutzes ist die Schmutzauffangklappe 3 um eine Schwenkachse 30 aus der in 1 gezeigten Schmutzauffangposition nach unten in eine Entleerungsposition verschwenkbar. Vorzugsweise wird die Schmutzauffangklappe 3 dabei um etwa 90° in die Entleerungsposition verschwenkt. Unter Umständen kann auch ein Schwenkwinkel > 90° zweckmäßig sein. Nach dem Entleeren kann die Schmutzauffangklappe 3 wieder in die Schmutzauffangposition gemäß 1 verschwenkt werden. Die entsprechenden Schwenkrichtungen sind in 1 durch einen Doppelpfeil symbolisiert. Die Schmutzauffangklappe 3 ist an ein Antriebsmittel 4 angeschlossen, welches so ausgebildet ist, dass es die Schwenkbewegung der Schmutzauffangklappe 3 von der Schmutzauffangposition in die Entleerungsposition und von dieser wieder zurück in die Schmutzauffangposition antreiben kann. Das Antriebsmittel 4 kann zum Beispiel ein Elektromotor zum elektromotorischen Öffnen beziehungsweise Schließen der Schmutzauffangklappe 3 sein. Alternativ ist es auch möglich, das Antriebsmittel 4 so auszubilden, dass die Schmutzauffangklappe 3 mechanisch geöffnet beziehungsweise wieder geschlossen werden kann. Das Antriebsmittel 4 kann zu diesem Zweck zum Beispiel pneumatisch, insbesondere als Unterdrucksteller, ausgebildet sein.
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Das Antriebsmittel 4 ist an eine Steuerungseinrichtung 5 angeschlossen, die dazu eingerichtet ist, die Öffnungs- und Schließbewegung der Schmutzauffangklappe 3 durch eine entsprechende Ansteuerung des Antriebsmittels 4 automatisch zu steuern. Die Steuerungseinrichtung 5 ist so konfiguriert, dass sie das Antriebsmittel 4 laufleistungs- oder betriebsstundenabhängig ansteuern kann, um die Schmutzauffangklappe 3 in die Entleerungsposition und anschließend wieder in die Schmutzauffangposition zu überführen. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 5 so konfiguriert sein, dass die Schmutzauffangklappe 3 nach einer Laufleistung des Kraftfahrzeugs von 1000 km in die Entleerungsposition verschwenkt und dadurch entleert wird.
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Da ein Öffnen der Schmutzauffangklappe 3 bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten möglicherweise zu Beschädigungen führen könnte, ist die Steuerungseinrichtung 5 vorzugsweise so konfiguriert, dass sie das Öffnen der Schmutzauffangklappe 3 nur bis zu einer bestimmten Maximalgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Wenn die Laufleistung, nach deren Ablauf die Schmutzauffangklappe 3 geöffnet werden sollte, erreicht ist und sich das Kraftfahrzeug mit einer Geschwindigkeit fortbewegt, die höher als die Maximalgeschwindigkeit ist, wartet die Steuerungseinrichtung 5 so lange mit der Aktivierung der Öffnungsbewegung der Schmutzauffangklappe 3 bis die Geschwindigkeit so gering ist, dass ein gefahrloses Öffnen möglich ist.
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Grundsätzlich ist es auch möglich, die in 1 gezeigte Anordnung mit zwei sich insbesondere gegenläufig öffnenden Schmutzauffangklappen 3 auszustatten, wobei das Öffnen beziehungsweise Schließen ebenfalls automatisch erfolgt.
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Unter Bezugnahme auf 2 soll nachfolgend ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert werden. In diesem Ausführungsbeispiel weist der untere Luftführungsabschnitt 20 eine drehbare Schmutzauffangwalze 6 auf. Die Schmutzauffangwalze 6 weist zwei um 180° versetzt zueinander angeordnete Schmutzauffangvertiefungen 60, 61 auf, die sich zumindest abschnittsweise in Längsrichtung der Schmutzauffangwalze 6 erstrecken und nutartig ausgebildet sind. Die Anordnung umfasst ferner ein Antriebsmittel 4, das vorzugsweise elektromotorisch ausgeführt ist, um eine Drehbewegung der Schmutzauffangwalze 6 zu bewirken. Vorliegend ist das Antriebsmittel 4 in die Schmutzauffangwalze 6 integriert und als Getriebemotor ausgebildet.
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Das Antriebsmittel 4 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel an eine Steuerungseinrichtung 5 angeschlossen, die dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung der Schmutzauffangwalze 6 durch eine entsprechende Ansteuerung des Antriebsmittels 4 zu steuern. Die Steuerungseinrichtung 5 ist so konfiguriert, dass sie das Antriebsmittel 4 laufleistungs- oder betriebsstundenabhängig ansteuern kann, um die Schmutzauffangwalze 6 um 180° zu drehen. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 5 so konfiguriert sein, dass die Schmutzauffangwalze 6 nach einer Laufleistung des Kraftfahrzeugs von 1000 km um 180° gedreht wird. Ausgehend von der in 2 gezeigten Ansicht, in der eine erste (obere) Schmutzauffangvertiefung 60 so angeordnet ist, dass sie den sich vor dem Kühler 1 ansammelnden Schmutz auffangen kann, wird die Schmutzauffangwalze 6 nach dem Erreichen der vorgegebenen Laufleistung beziehungsweise der vorgegebenen Betriebsstunden mit Hilfe des Antriebsmittels 4 um 180° gedreht. Dadurch werden die Positionen der Schmutzauffangvertiefungen 60, 61 vertauscht. Die erste, vormals obere Schmutzauffangvertiefung 60 bildet nun die Unterseite der Schmutzauffangwalze 6, so dass der darin angesammelte Schmutz durch Einwirkung der Schwerkraft selbsttätig ausgetragen werden kann. Die zweite, vormals untere Schmutzauffangvertiefung 61 bildet nun die Oberseite der Schmutzauffangwalze 6 und kann somit den sich vor dem Kühler 1 ansammelnden Schmutz auffangen. Nach dem erneuten Erreichen der maximalen Laufleistung beziehungsweise Betriebsstunden wird die Schmutzauffangwalze 6 erneut um 180° gedreht, so dass die Positionen der beiden Schmutzauffangvertiefungen 60, 61 wiederum vertauscht sind. Der Vorteil dieser zweiten Ausführungsvariante besteht darin, dass durch das Vorsehen zweier um 180° zueinander versetzt angeordneter Schmutzauffangvertiefungen 60, 61 nach Abschluss der 180°-Drehung der Schmutzauffangwalze 6 eine der beiden Schmutzauffangvertiefungen 60, 61 entleert wird und die andere der beiden Schmutzauffangvertiefungen 60, 61 ohne nennenswerte Unterbrechung wieder dazu in der Lage ist, den sich ansammelnden Schmutz aufzufangen. Im Gegensatz zu der oben erläuterten Schmutzauffangklappe 3 kann die Schmutzauffangwalze 6 bei deutlich höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten ohne die Gefahr einer Beschädigung betrieben werden.
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Gemäß einer weiteren, hier nicht explizit gezeigten Variante kann die in dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendete Schmutzauffangwalze 6 auch nur mit einer Schmutzauffangvertiefung versehen sein. Die Schmutzauffangwalze 6 kann dann um 180° in eine Entleerungsposition gedreht werden, in der die Schmutzauffangvertiefung unter Einwirkung der Schwerkraft selbsttätig entleert werden kann. Anschließend wird die Schmutzauffangwalze 6 erneut um 180° gedreht, so dass sie den sich vor dem Kühler 1 ansammelnden Schmutz auffangen kann.
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Die hier beschriebenen Anordnungen ermöglichen eine zuverlässige automatische Reinigung des Kühlers 1. Verschmutzungsbedingte Kühlleistungsverluste sowie Korrosionen können wirksam verhindert werden. Da die Reinigung des Kühlers automatisiert erfolgt, können Wartungskosten in vorteilhafter Weise vermieden werden.
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Um die Reinigung der Schmutzauffangklappe 3 beziehungsweise der Schmutzauffangvertiefungen 60, 61 der Schmutzauffangwalze 6 weiter zu unterstützen, können die Anordnungen in vorteilhaften Weiterbildungen zusätzlich zumindest ein Gebläsemittel umfassen, welches so angeordnet ist, dass es in der jeweiligen Entleerungsposition der Schmutzauffangklappe 3 beziehungsweise der Schmutzauffangvertiefungen 60, 61 einen Luftstrom auf diese lenken kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012103276 A1 [0003]
- DE 10316052 A1 [0005]
